一, Optimització estructural: la forma principal de millorar la força i la precisió
1. Disseny del reforç buit i vertical: Trobar l'equilibri adequat entre flexibilitat i força
L'embalatge que protegeix els articles elèctrics ha de ser capaç de suportar tant els impactes com la distorsió. En el disseny del motlle, l'estructura buida pot fer que el producte sigui més elàstic i absorbir l'energia de vibració durant l'enviament. Les barres de reforç fan que el producte sigui més rígid i distribueix l'estrès fent que la disposició de fibres sigui més densa. Per exemple, els ordinadors Lenovo vénen en caixes amb costelles ondulades verticals que fan que cada caixa sigui un 20% més forta quan es tracta de resistència a la compressió. La transició en forma d'arc-de la cavitat també ajuda a estendre l'estrès, la qual cosa redueix la taxa de dany de la prova de caiguda del 8% al 0,3%.
2. Desmuntatge de pendent i transició de cantonada arrodonida: una doble garantia de precisió i rendiment
El pendent del desemmotllament afecta directament la mida i la qualitat superficial del producte. Massa inclinació pot dificultar el desemmotllament, cosa que pot deixar cicatrius o esquerdes. Massa pendent també pot fer que l'embalatge sigui menys útil. Per assegurar-vos que els papers en blanc-retenen la humitat surten sense problemes i que les fibres no es trenquin a causa de les vores rectes i els angles rectes, els motlles d'embalatge de productes electrònics solen tenir un pendent de desemmotllament d'1 grau a 3 graus i transicions arrodonides de R0,5 a R2 mm. Per exemple, el motlle d'embalatge dels auriculars Apple Beats Studio Pro ha fet que les vores del producte siguin un 15% més resistents i ha reduït els residus fent que les cantonades siguin més rodones.
3. Controlar el gruix de la paret: l'habilitat de trobar l'equilibri adequat entre força i cost
La força d'un producte depèn molt del gruix de les parets, però fer-les massa gruixudes pot necessitar més matèries primeres i energia per assecar-se. La majoria dels motlles d'embalatge de dispositius electrònics tenen parets de 0,5 a 6 mm de gruix (mètode de formació d'adsorció) i fan que les parts febles siguin més fortes afegint-hi un gruix addicional. Per exemple, el motlle d'embalatge del telèfon Xiaomi va fer que les parets fossin 0,3 mm més gruixudes a l'àrea del mòdul de la càmera, cosa que va fer que la resistència a la compressió local fos un 30% més forta, mentre que l'ús global del material només va augmentar un 5%.
2, Adaptació del procés: un salt tecnològic del premsat humit al premsat sec
1. Procés de premsat en humit del motlle: fer qualsevol cosa amb molts detalls i precisió
El mètode de premsat humit utilitza un modelat d'alta-pressió per fer que les fibres siguin més denses, cosa que el fa ideal per empaquetar l'electrònica-de gamma alta. Hi ha dos problemes principals que ha de resoldre el disseny del motlle:
Disposició orientada a les fibres-: la direcció del flux de les fibres al camp de pressió es regula fent coincidir acuradament motlles convexos i còncaus. El motlle d'embalatge del telèfon Sony Xperia 1 V, per exemple, utilitza tecnologia de control de pressió de zona per alinear les fibres amb la direcció de l'impacte. Això augmenta la taxa d'absorció d'energia en un 40% en les proves de caiguda.
Creació d'una estructura microporosa: el motlle ha de fabricar una matriu microporosa de 0,1 a 0,5 mm per tal d'adaptar-se a les necessitats d'amortització dels instruments de precisió. Una empresa va produir un motlle d'embalatge per a equips electrònics mèdics que utilitza tecnologia de gravat làser per distribuir uniformement microporus de 0,2 mm, mantenint la inexactitud de la densitat del producte en un ± 2%.
2. Motlles de procés sec: estudiem prototips ràpids i de baix cost
El modelat per premsat en calent forma part del procés sec, que redueix la necessitat d'humitat, l'ús d'energia i els costos de producció. Hi ha dos grans problemes que el disseny del motlle ha de resoldre:
Optimització de la conducció de calor: el procés sec necessita escalfar les fibres ràpidament per fer-les sòlides, i el motlle ha d'emprar materials amb alta conductivitat tèrmica (com ara l'aliatge d'alumini) i construir un circuit d'aigua de refrigeració que s'ajusti. Per exemple, una determinada empresa va fabricar un motlle d'emmotllament de pasta seca que va reduir el cicle d'emmotllament de 120 segons a 80 segons reorganitzant el circuit d'aigua de refrigeració.
Millor qualitat de la superfície: la tecnologia de procés sec sovint deixa rebaves a les superfícies, per tant, el motlle ha d'utilitzar tecnologia de recobriment nano. Es va posar un recobriment de titani en un cert motlle d'embalatge per a portàtils per fer que la superfície del producte sigui menys rugosa, passant de Ra3,2 μm a Ra0,8 μm. Això complia els estàndards d'aparença de l'electrònica-de gamma alta.
3, Compliment mediambiental: tendències en disseny sostenible al món empresarial
1. Disseny modular: la millor manera d'aconseguir que més gent recicli
La norma WEEE de la UE diu que els equips electrònics han de tenir una taxa de reciclatge de plàstic d'almenys el 85%. No obstant això, les peces d'embalatge de disseny de motlle integrat clàssic són difícils de desmuntar i només tenen una taxa de reciclatge del 55%. Els clips de fixació enllacen motlles modulars en lloc de cola, cosa que facilita desmuntar les peces d'embalatge. Per exemple, un fabricant d'ordinadors portàtils va modificar el motlle per al marc central d'integrat a modular. Això va augmentar la taxa de reciclatge de plàstic al 82% i va reduir les despeses de motlle en un 10%.
2. Canviar els materials de base biològica per reduir el seu impacte en el medi ambient
Hi ha dos grans problemes que s'han de resoldre quan es fabriquen materials de base biològica com el PLA i el PHA en motlles:
Resistència a la temperatura: la temperatura de la injecció s'ha de mantenir entre 180 i 220 graus centígrads, i el motlle ha d'estar recobert de crom per evitar que el PLA s'enganxi. Una empresa ha fabricat un motlle d'embalatge de telèfon mòbil PLA que dura 200.000 vegades més que abans mitjançant un cromat.
Optimització de la liquiditat: el material PHA és molt gruixut, cosa que pot fer que el farciment sigui desigual. Els canals de flux de gradient s'han d'utilitzar en el disseny del motlle. En optimitzar la secció del canal de flux, un cert motlle d'embalatge electrònic mèdic ha fet que la distribució de fibra dels productes PHA sigui un 30% més uniforme.
4, Pràctica de la indústria: d'un gran avenç tecnològic a un ampli ús
Cas 1: proposta de Lenovo per substituir el plàstic
Lenovo canviarà lentament de l'amortiment de plàstic dels envasos per a portàtils a l'emmotllament de pasta a partir del 2022. Això farà que l'embalatge sigui més fort i més precís mitjançant l'ús de nous dissenys de motlle.
Augmentar la quantitat de fibres llargues en un 30% per construir una estructura d'esquelet i utilitzar pasta mecànica d'escombra alta (TMP) per millorar el grau d'entrellaçat de fibres;
Ús d'Enhancer: afegir una solució PAM del 0,2% per fer una estructura de membrana de xarxa redueix la pèrdua de xips un 86%.
Millora del procés de premsat en calent: el producte és un 20% més ajustat amb una combinació de 180 graus, 0,5 MPa i 40 segons, i l'error de planitud de la superfície és inferior a 0,08 mm.
Lenovo ha substituït completament els envasos modelats per polpa el 2024. Això ha reduït el cost d'enviament d'un únic ordinador portàtil en un 15% i ha augmentat la satisfacció del client un 12%.
Cas 2: Innovació estètica de fibra d'Apple
L'embalatge dels auriculars Apple Beats Studio Pro està fabricat amb materials 100% basats en fibra-(fibra de bambú i fibra de bagaix de canya de sucre). El següent disseny del motlle aconsegueix un compromís entre força i precisió:
Afegir nanocel·lulosa (50-100 nm de diàmetre) al material fa que sigui un 50% més fort, que és el que necessiten els equips de precisió per funcionar correctament.
Disseny d'una estructura microporosa: s'utilitzen cèl·lules de bresca de 0,3 mm per dividir la regió, cosa que redueix la taxa de dany del 8% al 0,3% durant les proves de caiguda.
Fabricació modular: els motlles de mecanitzat de precisió CNC s'asseguren que la mida de l'embalatge sigui precisa fins a ± 0,05 mm, cosa que fa que sigui fàcil d'ajuntar amb el producte.
